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人工湖

人工湖一般是人们有计划、有目的挖掘出来的一种湖泊,是非自然环境下产生的,包括景观湖和大型的水库,如洪泽湖

人工湖(水库),用于拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物。在某些地方,人工湖是以一种景观,美景等方式存在的。

一般是人们有计划、有目的挖掘出来的一种湖泊,非自然环境下产生的,也即日常生活经常提到的水库。水库用于拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物,可以用来灌溉、发电和养鱼。如北京大学的未名湖,水库则是用于拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物,可以用来灌溉、发电和养鱼。超大型的水库也可能对当地的生态有负面影响。

在某些地方,人工湖是一种以景观等为目的存在的建筑物,例如:北大的未名湖。一些较大的人工湖,比如水库,对当地的生态有负面影响。

1 、在河道的某一段,由于人们的需要而建筑了堤坝。

2、堤坝堵住来水,流水被蓄积起来。

3 、蓄积起来的水,构成人工湖泊水库。

和天然湖泊不同,“人工湖泊”体现了人类利用和改造自然的智慧。水库是随着人类为解决水患和蓄水备用而出现和发展起来的。

远在4000多年前古埃及和美索不达米亚人民为了防止洪水泛滥和灌溉土地的需要,开始兴建了世界上第一批水库。

中国人民则在公元前六世纪就修筑了芍陂灌溉工程,该工程仍在发挥作用。

据统计,世界各国水库的总库容达5.5万亿立方米 ,水面面积超过35万平方公里.建国初,修建了第一座以防洪、供水为主要利用目标的综合性工程官厅水库,到1950年底,全国已建成各类水库86852 座,总库容占天然湖泊贮水量的59-,接近淡水湖泊贮水量的2 倍。

除古代著名的水库芍陂和鉴湖外,尚有水库形湖泊洪泽湖

中国在各大河流的中上游都兴建了一批水库,它们除了蓄水功能外,还具有发电和航运功能,如黄河中上游的刘家峡盐锅峡八盘峡青铜峡三门峡龙羊峡等水库;长江中上游则有丹江口、柘溪、乌江二滩等水库。

新安江水库即浙江杭州淳安千岛湖,是中国著名的旅游区,国家5A级景区;王英水库即湖北黄石阳新仙岛湖,世界三大千岛湖之一,国家4A级景区。

还有举世闻名的长江三峡工程,水库坝高达185米,总容库200 亿立方米 ,水电站装机容量2250万千瓦,年发电量900 亿度,可堪称世界之最。

在人工湖造景的技术沟通过程中,建筑设计院的德国咨询专家非常审慎地提出要实施长达两个月的环境测评通过充分收集气象及地质数据,调研挖湖蓄水对周边小气候所产生的影响,并强调该项测评是德国行业的标准流程。德国咨询专家提出,在相对贫水的沈阳浑南新区进行人工湖泊造景,对于项目地块小气候的影响是不可低估的。

人工湖通过水体蒸发把水汽向湖边扩散,在造成水量损失的同时,也改变了湖边的空气湿度,其影响范围在百米内。

人工湖造景也会降低湖边的环境温度,有研究显示,其影响范围大约在三百米内,离湖心越近小气候效应越明显。湖面吸收太阳能后获得热量,然后通过水面蒸发、水面散射以及水面与大气的对流失去热量。湖水作用可使周边环境日平均气温降低 1-2 度,地面温度降低 2-3 度,当气温超过 30 摄氏度时,其效果更为显著。湖面越大,湖水越深,对气候的调节作用越明显。

人工湖泊造景,一方面可以降低周边环境温度,同时增加空气湿度,使得人体舒适度增加,改善周边环境的小气候;另一方面,在利用和改造自然的过程中,会对生态环境造成各种负反馈效应,降低此类效应,是人工湖设计需深入思考的问题。

人工湖的水量损失,一是通过蒸发,二是通过渗漏,前者无法避免,后者则需通过制定相应的技术手段来解决。有些人工湖试图通过铺设防渗膜解决湖水渗漏问题,圆明园防渗工程就是著名一例。在该专项整治工程实施后,弊端凸显,防渗膜阻碍了湖水的自然下渗过程,防渗膜上的底泥中出现富营养物质,由此加大了水质恶化的风险。

对于生态环境来说,人工湖水系、外部自然水系(雨水、自然河流等)和地下水系的互相贯通,是有利于生态平衡的。一个缺少水体交换的人工湖水系,会导致整体水环境的急剧恶化,甚至产生大量甲烷类有毒气体,这将导致摧毁由水生微生物、动植物和岸上植物等构成的生态系统。

当前的人工湖设计基本考虑了水体上部与外部自然水系的贯通,而对于人工湖的湖底,却往往采取了诸如HDPE 土工膜、SBS 改性沥青防水卷材、膨润土防水毯和复合土工膜等彻底阻隔下渗的防水层构造。技术上简单并机械地直接沿用了防水工程的一些做法,导致湖水水质富营养化以及湖底淤泥堆积等问题。由此,一些房地产项目的人工湖,与当初设计理念相背,反而成了居住环境的重大污染源。

人工湖的自然渗漏对于生态平衡是有利的。 粘土的应用可以大幅度降低自然渗漏,却不完全阻隔自然渗漏,地表水与地下水的双向调节得到了保证。除此以外,粘土还具有较强的过滤净化能力,对水体中的无机磷化物进行吸附。粘土的这两个特性,使得自然粘土防渗在中国传统建筑上得到普遍应用,比如,一些山区农村的水井就是靠粘土层保持水分。粘土防渗屏障技术之于上述的自然粘土防渗,是后者的现代升级版。简单说来,就是将多元素亲土壤性能的化学物质直接注入土壤深层,从而形成纵向或者横向的有效防渗屏障。该技术可以人为制定土壤渗漏率,更有效地控制水量损失,对于生态平衡极为有利。德国 Heilbronn-Bckingen 的 Ziegeleipark 公园的人工湖采用了抗疏力系统进行重建,改变了以往因湖水的自然渗漏速度远大于外部溪水的流入速度而造成的快速水体损失。重建后,湖水能基本通过溪水流入补充并保持水体平衡,人工湖的生态环境也由此得到改善,生物的多样性得到了保护,这表明该系统对生态环境的影响是正面的。 [1]

循环过滤在水处理工艺中称为强制水处理,通常会出现以下问题:

(1)由于过滤系统是非连续工作设备,因没有及时反冲洗,停机超过10 天,开机出水有色度和异昧。

(2)景观水域一般都会出现轻度富营养化,水中会出现一定量的藻类.过滤器使用8个月以上也会出现不同程度舶堵塞、短流现象,处理效果降低。

(3)过滤器涉及到很多机械、电力等设备,需要专业人员养护管理。一般的物业公司都不具备这个条件.也就是说这样的系统使用寿命小于5年。

(4)循环净化量和循环路线设计不当,导致水处理费用占到物业管理费的1/4,甚至I/3以上。

目前很多地方采用生态方式治理景观水,其治理方法是根据动植物的天然习性来摄食或吸收水中的污染物质。以此降解对环境有害的物质。水生生态系统因其投资少、运行费用低、最接近自然生态而备受推崇。但是,在实施的过程中,大部分设计和使用者都侧重于宏观生态系统,而忽略了微观生态系统,以至于出现滥种水草、漫放水生动物现象。这样不仅没有达到预期的处理效果,反而出现很多负面问题。

水生植物集中的区域往往也是蚊蝇等害虫最集中的区域。由于永生植物的种植影响了水体的流动.很容易形成死水区。另外,由于植物对阳光的遮挡.一些阴暗潮湿的死水区就成了蚊蝇滋生的最好场所。

目前大部分的人工湖由于考虑到防渗等问题,湖底多为硬质底。这对于需要泥土才能生长的水生植物而言,其种植、生长都会有诸多限制。首先是要在硬质湖底内辟出~块区域填上种植土,以便栽种水生植物。种植土一般难以控制,一方面植物生长需要一定的营养,而另一方面泥土中的营养物质又会对水体产生影响。这就造成了矛盾。此外,很多水域由于防渗层铺设质量不过关,造成人工湖水流失过快.或管理过程中补水不及时。水生植物因干涸而生长不良甚至枯死.既没有发挥净水作用又破坏观景效果。

微生态系统的作用很多设计者都充分的认识到其作用。水体中的微生物是水生态平衡的关键环节。污染物通过微生物分解和富集,转化成二氧化碳及氮气等和自身生物量,进一步被下一级生物所利用。为了达到建立微生态的目的。很多设计侧重与外来生物源或通过简单水体自然培养来建立微生态。这种做法不但增加运行管理费用和难度,而且还不能充分发挥微生态的净水作用。 [2]

自然界是一个十分复杂的系统,要营造一个清澈、自然的人工湖,不能机械的采用单一的方法,而是要进行综合的考虑,既要充分利用生态系统的优势.又要对超出生态系统自净功能的水域进行强制处理。

要控制蚊蝇滋生就必须保证水体流动且具有一定量的溶解氧。消除死水区主要是在人工湖的死角,尤其是在水生植物密集区设置推流和曝气装置,将死水变成活水。资料表明,当水体流速达到0.09 m/s。溶解氧大于4.5mg/L时,蚊蝇的幼虫就无法在水中生长,这样,蚊蝇滋生的问题也就不存在了。另外,水草的种植面积要大于水体面积的1/4、1/3才能发挥其净水作用,并放养一定比例的鱼类和贝类也可控制蚊虫生长。对水生植物的种植和管理要取圈养和种植槽措施的。一定要漫水15ml以上.而且需要活水流进行交换。

对于采用中水或低于IV类水(地表水标准)作为补充水的景观水.建议增加强制处理措施。在欧美和日本.强制措施一般都采用气浮水处理方式。气浮法也广泛应用于含藻水处理。含藻水经过滤池处理,只能去除50-,而气浮法却可以彻底除去水体中85-的藻类和悬浮物。另外,气浮设备可以间断工作.即开即用。

目前景观水多为封闭性和非流动性的死水。水质容易腐败发臭。而且水藻在静止的水体中也更容易疯长。要净化水体首先需要在水中造流,使死水变为活水,以强化水体的自净作用。对水体充氧、提高水中的溶解氧可以有效地消除水体的缺氧(厌氧)状态,避免黑臭等情况发生。国外有资料报道,当溶解氧含量在4.5mg/L以上时,水体就处于一个良好的好氧环境。不但会激发水中微生态的作用,而且可以控制蚊蝇滋生。因此在人工湖中合理设置造流流和曝气装置对于水体净化和蚊蝇防治都有着明显的作用。 [2]

洪泽湖是中国五大淡水湖泊中最年轻的一个湖泊,系唐宋之前在淮河下游已存在的一些小型湖荡的基础上,经黄河长期南徙夺淮以及筑堤蓄水形成的水库形湖泊。

洪泽湖形似一只展翅飞翔的雄鹰,东岸平直,其余岸线曲折多弯。

湖区属北亚热带与暖温带的过渡气候。

湖水水色和透明度在全湖平面分布上存在着明显的差异,一般在主要入湖河口敞水区受河流挟带泥沙和风浪影响,水呈绿黄色。

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